摘要：经济的飞速前进在一定程度上推动了信息技术的进步，不管是在生产运行还是在调度上GIS技术的应用都十分广泛，之前常用的二维GIS技术，在线路的生产方面运用的较多，在线路设计方面几乎没有。这主要是由于该系统的立体感不强，很难直观的将信息表达出来，非专业人士很难分辨出设计内容，在运用二维地理信息系统进行输电线路设计时，由于该系统只有平面信息，缺乏立体感，这在一定程度上影响线路设计的发展。现阶段，虚拟化技术取得了很大的进展，从而导致GIS开始向三维发展，下面我们就GIS在输电线路设计中的实践应用进行简要的分析。
引言
传统的输电线路设计主要是通过人工经验结合外业调绘来完成线路选线和路径优化工作，通过以往工程的杆塔使用情况进行杆塔规划，在二维平断面图上开展杆塔排位工作，主要依赖收集的二维地图、二维图纸等资料开展设计工作，无法直观表达地形、地貌差异对设计的要求。三维技术可以更加真实、直观地处理越来越复杂的三维空间数据，充分利用现有先进技术，可以建立一个三维可视化地理信息系统，能够为输电线路的规划、设计、检修和决策等提供最新的三维可视化空间信息，是进一步提高输电线路设计与管理水平的新途径。
一、输电线路三维设计概况
三维技术与输电线路设计相结合的早期应用主要侧重于三维线路场景的展示，通过构建三维线路走廊环境来提前预览真实的设计效果，以辅助减少设计的变更次数并作为设计决策的参考依据。随着三维技术的不断发展、设计环境的复杂度逐渐增大，二者的结合应用从三维展示扩展到设计领域，在模拟的三维环境下开展三维选线、三维排位、三维校核、三维出图等设计工作已经逐步成为设计人员迫切的需求。特别是随着三维设计技术在变电和发电领域的应用成功以及应用的不断深化，将三维技术与输电线路设计结合开展输电线路三维设计日渐迫切。三维设计技术是以大型数据库为核心，以高精度影像、DEM、专题、基础地理等数据为基础，以三维精细化模型为依托，利用航测技术、三维可视化技术、虚拟现实技术和信息集成技术，结合地理信息和工程信息，通过数据驱动模型，以三维数字化的形式，整合输电线路走廊的地形地貌信息和建设过程数据，通过构建真实的三维现场环境，在三维环境下开展选线定位、排位校核、设计成果三维精细化模拟、图纸数据提取等工作，实现所见即所得地表现设计后的真实情况，具有精准、直观、高效的特点。
二、三维地理信息系统在输电线路设计特点
（一）充分发挥GIS与专业设计软件各自优势，高效融合
三维地理信息系统采用最新的航空影像和卫星影像恢复三维地面立体模型，具有全新的地貌信息，能够更加直接、形象的呈现影像等优点。一些供设计人员使用的专业设计软件具有很强大的计算分析能力，且专业性强。而三维地理信息系统能够更好的处理地理影响的问题，同时该系统所输出的地理影像信息可以在专业的设计软件上进行读取，像路径图、平断面图、拆迁图等，另外对于专业设计软件对地理信息的处理结果也能够读取，然后通过三维画面进行呈现。
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（二）能够更好的优化设计方法
三维辅助设计系统具有二维与三维联合设计的功能，设计人员工作的时候不但能够在传统的平断面图上进行，还能够在二维空间地图上进行，另外也可以将三维场景作为设计基础来使用。同时，三维辅助设计系统采用数据库管理方式，将参考数据库、工程数据库、设计数据库在三维空间数据平台下统一协调，对于设计输入的数据利用数据库来进行控制，如此设计人员在工作的时候大大的降低对数据的输入和汇总，在一定程度上减少了由于人为原因而导致设计质量下降的几率。
（三）有效的设计过程管理
三维辅助设计系统提供了有效的设计过程管理功能。系统通过数据版本机制，通过设计数据库，对全部的设计过程进行了记录。和之前的设计方式相比，这样做的好处主要在于：对整个设计的过程进行了记录，使其有了可追溯性，提高设计质量的同时还有利于管理。
三、三维地理信息系统在输电线路中的应用
三维地理信息系统在输电线路设计的可研和设计初步阶段应用的较多，另外对于施工阶段的进步规划和管理也有一定的帮助。下面我们简单的就其具体的应用进行介绍：相关人员在选取路径方案的过程中可以根据附有坐标信息的卫星影像图来进行，在坐标系统一致的基础上对线路路径的转角坐标进行提取，接着在三维地理信息系统当中导入转角坐标从而提取线路路径沿线的平断面图，最后就可以进行输电线路排杆的设计了，需要注意的是需要参照三维地形对排杆以及路径的位置进行优化。如果路径和设计标准不一致，需要再进行一次路径方案的选取，假如和设计标准相吻合，就能够按照排杆的档距对排杆的坐标进行推算。最后在设计位置上防治相对应的杆塔三维模型，并将电力线加入其中，从而构建输电线路三维仿真场景，完成输电线路的三维实景漫游。在具体的工作当中已经用了多次三维地理信息系统，就拿某220kV线路的设计来讲，该线路初设长度为50km，终勘长度45km，优化长度5km，其在经济方面取得的利润显而易见。所以在输电线路的设计当中应用三维地理信息系统不但优化了输电线路的路径走向，还更加经济化的完成了杆塔的布置，大大的提高了输电线路的设计质量。
四、结语
三维技术与输电线路设计的结合是输电线路设计领域的一大探索性的创新，也是今后输电线路设计后续发展的主要方向，它取代了传统的静态单向设计流程，实现动态交互的三维优化设计，对提高线路选线、路径优化、优化排位、辅助方案决策的效率和质量有非常明显的帮助。目前输电线路三维设计总体上仍缺乏相对专业软件的综合性的集成作业平台，即主要面向的是单个设计阶段或设计模块的三维设计软件。因此，集设计和管理于一体，实现一体化设计平台是输电线路三维设计的主要发展趋势，在加快推进数据资源积累和经验汇集的同时为设计人员提供基础数据、工程数据、设计成果等大量数据共享服务，减少收资所需时间，缩短设计周期，提高设计精度。
参考文献：
[1] 雷光杰.三维地理信息系统在输电线路设计中的应用[J].河南电力技术，2012（2）：49-52.
[2] 韩书军.三维输电线路基于GIS的规划设计系统的研究[J].工程建设与设计，2017（12）：52-53.
论文作者:张俊博
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：线路论文; 地理信息系统论文; 技术论文; 数据论文; 路径论文; 杆塔论文; 系统论文; 《基层建设》2019年第19期论文;